概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

陳玉聯(lián)

摘 要：為了更好的滿足人們的使用需求，現(xiàn)代建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計日益復(fù)雜化和多樣化，并且對設(shè)計人員的專業(yè)技術(shù)水平提出了更高的要求。作為建筑工程施工建設(shè)的首要環(huán)節(jié)，只有確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的適用性、科學性，才能為后續(xù)的工程施工提供參考和支持。概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)措施作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的兩大核心組成部分，也需要引起設(shè)計人員的重視，并且結(jié)合以往工作經(jīng)驗和施工現(xiàn)場環(huán)境，對概念設(shè)計進行優(yōu)化，制定出科學的結(jié)構(gòu)措施，確保建筑整體質(zhì)量安全。

關(guān)鍵詞：概念設(shè)計；結(jié)構(gòu)措施；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用策略

1 前言

建筑質(zhì)量安全始終是施工單位和住戶共同關(guān)心的焦點問題，由于建筑施工過程中，可能影響質(zhì)量安全的因素較多，例如施工區(qū)域的地質(zhì)條件、氣候變化以及施工水平等。因此，必須要嚴格規(guī)范建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且要加強現(xiàn)場施工質(zhì)量監(jiān)督，確保施工人員嚴格執(zhí)行結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，從源頭上杜絕建筑質(zhì)量安全問題。文章首先對概念設(shè)計的步驟和重要性進行了概述，隨后分別就概念設(shè)計、結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用展開了分析。

2 在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用設(shè)計概念的方法及優(yōu)勢

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用概念設(shè)計的方法

不同的建筑工程由于使用功能、抗震性能、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面存在較大差異，因此在開展前期結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要設(shè)計師基于個人以往的設(shè)計經(jīng)驗，同時又要結(jié)合建筑項目的特點和建筑使用的要求，從整體層面上開展概念性的設(shè)計，在保證建筑質(zhì)量安全、滿足使用需求的基礎(chǔ)上，為建筑單位節(jié)省成本支出，維護經(jīng)濟效益。對于一般性的建筑工程來說，其概念設(shè)計主要分為三個步驟：第一，分析階段。作為概念設(shè)計的首要環(huán)節(jié)，分析階段主要是通過各種途徑（地質(zhì)勘查、數(shù)據(jù)查找等）獲取與建筑施工相關(guān)的信息，為下一步的分析[1]、評估奠定基礎(chǔ)。對于獲取的大量數(shù)據(jù)，可以借助于信息化手段進行快速分析和深度挖掘，保證數(shù)據(jù)的有用性和精確度；第二，綜合階段，結(jié)合分析所得數(shù)據(jù)，并參照以往的設(shè)計經(jīng)驗，制定出建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案；第三，評估階段，組織設(shè)計師專家團隊，對多個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行評估，從中選擇一個最優(yōu)方案，對方案的細節(jié)性內(nèi)容進行完善，最后獲得可行性的建筑方案。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用概念設(shè)計的優(yōu)勢

（1）創(chuàng)新性優(yōu)勢。在以往的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，多數(shù)設(shè)計師按照固定的模式進行設(shè)計，雖然能夠保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不出現(xiàn)大的質(zhì)量問題，但是也導(dǎo)致設(shè)計方案缺乏創(chuàng)新性，已經(jīng)難以滿足當代人求新、求異的心理需求。而采用概念設(shè)計，則更多的發(fā)揮了設(shè)計師的主觀能動性，融入了設(shè)計師以往的經(jīng)驗和個人的設(shè)計風格，從而是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計向多元化、個性化方向發(fā)展，這也在一定程度上推動了建筑行業(yè)的發(fā)展。

（2）增強設(shè)計師水平。概念設(shè)計是以大量的建筑數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合設(shè)計師經(jīng)驗的一種設(shè)計模式。設(shè)計師在進行概念設(shè)計時，可以通過不斷的校對找出工程設(shè)計中存在的一些問題，進而分析問題成因并采取必要的優(yōu)化措施。尤其是對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高層建筑來說，在概念設(shè)計過程中，設(shè)計師通過不斷的檢查、反復(fù)的修整，不僅確保了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量，而且也間接的提高了自己的水平，對于個人設(shè)計能力的提升也起到了積極作用。

（3）增強建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效果。概念設(shè)計可以生成多個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，然后有設(shè)計師團隊或?qū)＜以u委對這些方案進行評估，從中選擇一個最佳的方案。在這種情況下，所得的設(shè)計方案不僅能夠保證建筑的美觀和質(zhì)量安全，而且在經(jīng)濟效益方面也有突出優(yōu)勢。此外，這種基于概念設(shè)計的建筑方案，還能夠最大限度的避免了后期出現(xiàn)設(shè)計重復(fù)的問題，對于加快工程進度也有很好的保障。

3 概念設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用策略

3.1 選取合適的建筑施工環(huán)境

施工場地的選擇會對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和后期施工產(chǎn)生直接影響，例如需要根據(jù)場地勘查考慮建筑抗震性能和地基防滲施工等。同時，借助于概念設(shè)計中的一些技術(shù)手段，還能夠提前掌握不同地質(zhì)環(huán)境下需要采取的施工技術(shù)措施，尤其是像一些軟土地基發(fā)育較為嚴重的地區(qū)，需要提前做好軟土地基的處理，以避免后期因為地基不穩(wěn)而導(dǎo)致建筑墻體出現(xiàn)裂縫，影響建筑質(zhì)量安全。除此之外，像建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中必須要考慮的日照間距、防護距離等，也可以作為場地選擇的重要參考依據(jù)。

3.2 以施工現(xiàn)場為基礎(chǔ)選定合適的建筑結(jié)構(gòu)

在完成建筑選址后，就需要結(jié)合地質(zhì)勘查結(jié)果，開展建筑基礎(chǔ)設(shè)計?，F(xiàn)階段建筑基礎(chǔ)設(shè)計和施工常用的方法有兩種，一種是樁基礎(chǔ)施工，另一種是箱型基礎(chǔ)施工，兩種施工方法的應(yīng)用優(yōu)勢存在差異，例如樁基礎(chǔ)施工通常適用于一些土質(zhì)比較松軟、地基荷載能力較差的環(huán)境，而箱型基礎(chǔ)施工則更多的是應(yīng)用于高層建筑，除此之外，箱型基礎(chǔ)由于整體剛度較強[2]，受外界干擾因素影響較小，因此在抗震方面也有一定作用。建筑單位可以根據(jù)現(xiàn)場情況合理選擇建筑結(jié)構(gòu)。

3.3 對建筑結(jié)構(gòu)剛度合理設(shè)計

剛度也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要考慮的參數(shù)之一，如果建筑剛度設(shè)計值低于標準值，可能會由于構(gòu)建承重能力不足而出現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)不穩(wěn)，影響質(zhì)量安全；反之，如果建筑剛度設(shè)計值超過實際標準，又會造成資源的浪費，不利于節(jié)省施工成本。因此，設(shè)計人員必須要結(jié)合現(xiàn)場情況，對建筑結(jié)構(gòu)的剛度進行合理設(shè)計。另外，剛度值的大小還會對建筑自振周期產(chǎn)生影響，而自振周期有時建筑防震性能設(shè)計中的關(guān)鍵因素。對于一些高層建筑來說，通過概念設(shè)計合理選擇剛度，對于提升建筑抗震能力也有一定的幫助。

4 結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用策略

4.1 提升并協(xié)調(diào)施工材料利用效率

通過協(xié)同工作不僅可以實現(xiàn)提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時也可以提高材料的利用率。對于一些高層建筑來說，材料消耗量較大，如果能夠提高材料利用效率，無形中可以節(jié)省很多的建筑材料，為建筑企業(yè)節(jié)省了一大筆開支。例如對于常見的矩形截面受壓構(gòu)件，這種構(gòu)件在實際使用中的利用率極低，這主要是由于兩個原因：首先是梁的長度變化會引發(fā)梁彎矩的變化，其次是梁的中和軸附近的材料利用率低。于是對于等截面梁來講這種受壓構(gòu)件的很多區(qū)段的利用率極低。在這種背景下，通過使用概念設(shè)計結(jié)構(gòu)分析，對梁截面的應(yīng)變梯度進行調(diào)整，從而使構(gòu)件保持軸心受力，從而有效地提升了材料的利用率。

4.2 增強結(jié)構(gòu)體系的整體協(xié)調(diào)性

在概念設(shè)計中的協(xié)同工作在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用，協(xié)同工作要求結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各個構(gòu)件要處于相互協(xié)作以及共同工作的狀態(tài)[3]。這種協(xié)同效應(yīng)就需要結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承載力極限的條件下不僅可以保持共同工作，同時也需要它們具有共同的耐久性。此外建筑結(jié)構(gòu)的上部與基礎(chǔ)應(yīng)該在受到載荷時保持著一個統(tǒng)一整體，共同承擔載荷。在使用磚混結(jié)構(gòu)的建筑中為了維持協(xié)同工作要通過構(gòu)造柱以及圈梁將整個結(jié)構(gòu)組合成統(tǒng)一整體進行受力，避免建筑結(jié)構(gòu)單純的依靠建筑結(jié)構(gòu)自身剛度來承受載荷。

5 結(jié)語

由于受到了傳統(tǒng)建筑理念的影響，尤其是創(chuàng)新能力的缺乏，導(dǎo)致我國建筑在進行設(shè)計的過程中出現(xiàn)了一定程度的問題，影響了建筑設(shè)計的發(fā)展。但是如果在發(fā)展的過程中將概念設(shè)計融入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之中，就可以在發(fā)展過程中構(gòu)造出更為合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，并達到節(jié)省原料的目的。因此為了促進建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展，為建筑設(shè)計帶來更多的實惠與便利，可以進行概念設(shè)計的推廣。

參考文獻：

[1] 周自強.概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].居業(yè)，2017（11）.

[2] 陽春明.淺析概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用[J].中國住宅設(shè)施，2017（12）.

[3] 史開軍.概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].中外企業(yè)家，2017（5Z）.